CN215928542U - 一种阀门控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种阀门控制装置，包括：信号采集部件，与被控阀门连接，被配置为采集所述被控阀门的运行参数信息并发送至控制部件；控制部件，与所述信号采集部件连接，被配置为根据所述运行参数信息通过主控板生成所述被控阀门的状态信息并通过人机交互模块展示，响应于所述人机交互模块接收的控制请求，通过驱动模块向所述被控阀门发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门的运行状态进行调控。本申请提供的阀门控制装置通过对现有的井口调节阀、紧急切断阀及井口柱塞气举进行智能一体化控制，实现将气井远程控压开关井、集输管线紧急安全切断、井口柱塞气举等功能进行智能一体化控制的目的，降低了气田的管理难度。

Description

一种阀门控制装置

技术领域

本申请涉及能源领域，特别涉及一种阀门控制装置。

背景技术

苏里格气田气井数量多，随着气田气井开发规模的增大、生产时间的增加及气井数量的增多，依靠人工开关井的管理方式已经不能满足气田管理的需要。

在天然气井采气中，现有技术已经实现了远程控制开关井的阀门(井口截断阀和井口电磁阀)，但现有技术的功能较为单一，控制阀门的开关方式是即开即关，并不存在调节功能，只能针对低压气井(套压≤6MPa)进行开关操作。因为无法控制阀门开度，所以对于套压大于6MPa的气井仍然依靠人工现场开关井，导致现场管理难度大，消耗了大量的时间成本和人力成本。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种阀门控制装置。

为实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种阀门控制装置，包括：

信号采集部件，与被控阀门连接，被配置为采集所述被控阀门的运行参数信息并发送至控制部件；

控制部件，与所述信号采集部件连接，被配置为根据所述运行参数信息通过主控板生成所述被控阀门的状态信息并通过人机交互模块展示，响应于所述人机交互模块接收的控制请求，通过驱动模块向所述被控阀门发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门的运行状态进行调控。

可选地，所述控制部件还被配置为通过所述人机交互模块获取用户发出的针对于所述被控阀门的控制请求，根据所述控制请求通过所述主控板生成所述控制指令。

可选地，所述控制部件还被配置为检测所述信号采集部件发送的压力值是否进入警戒阈值范围，在所述被控阀门的压力值进入警戒阈值范围的情况下，所述控制部件通过所述驱动模块向所述被控阀门中的截断模块发出关断指令。

可选地，所述警戒阈值范围包括压力值小于下限安全阈值或者大于上限安全阈值。

可选地，所述控制部件还被配置为在所述控制请求为对所述被控阀门的开度进行控制的情况下，所述控制部件响应于控制请求通过所述驱动模块向所述被控阀门发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门的运行状态进行调控包括：

通过所述主控板从所述控制请求中提取开度值，基于所述开度值调节所述被控阀门的开度大小。

可选地，所述控制部件还包括存储模块，所述存储模块被配置为将所述被控阀门的运行参数信息进行存储。

可选地，所述控制部件还包括通讯模块，所述通讯模块被配置为将所述被控阀门的状态信息发送至远程终端并接收远程终端发送的远程控制指令。

可选地，还包括壳体，与所述控制部件固定连接，所述控制部件设于所述壳体内部。

可选地，所述壳体上设有交互结构，所述交互结构与所述人机交互模块对应设置。

可选地，还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置为所述控制部件提供电力。

本申请提供的阀门控制装置通过对现有的井口调节阀、紧急切断阀及井口柱塞气举进行智能一体化控制，实现将气井远程控压开关井、集输管线紧急安全切断、井口柱塞气举等功能进行智能一体化控制的目的，解决了因为气田气井开发规模的增大、生产时间的增加及气井数量的增多，导致人工开关井的管理方式无法满足气田管理的问题，降低了气田的管理难度，节省了时间成本和人力成本。

附图说明

图1是本申请一实施例提供的一种阀门控制装置的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的另一种阀门控制装置的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的另一种阀门控制装置的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的另一种阀门控制装置的控制指令示意图。

附图标记

10-控制部件，20-信号采集部件，30-被控阀门，1-主控板，2-驱动模块， 3-人机交互模块，4-存储模块，5-通讯模块，6-壳体，7-交互结构，8-太阳能供电装置，11-截断模块。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

在本申请中，提供了一种阀门控制装置，如图1至图4所示，包括

信号采集部件20，与被控阀门30连接，被配置为采集所述被控阀门30 的运行参数信息并发送至控制部件10，使得所述控制部件10获取到所述被控阀门30的运行参数信息，所述运行参数信息可以包括所述被控阀门30的压力值、阀门开度大小、阀门开关状态等运行参数信息。

控制部件10，与所述信号采集部件20连接，被配置为根据所述运行参数信息通过主控板1生成所述被控阀门30的状态信息并通过人机交互模块3进行展示，使得用户能够获取到所述被控阀门30的实时运行状态，并根据所述运行状态发出控制请求。

响应于所述人机交互模块3接收的控制请求，通过驱动模块2向所述被控阀门30发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门30的运行状态进行调控，使得所述用户能够通过所述控制部件10控制所述被控阀门30的运行状态。

在本申请的一种实施例中，所述信号采集部件20可以包括阀前压力传感器、阀后压力传感器、旋转编码器、截断模块角位移传感器。

所述阀前压力传感器，通过4-20MA接口与控制部件10连接，用于检测采气树所输出的天然气的压力。所述被控阀门30的阀前压力值经过阀前压力传感器实时发送至所述控制部件10，所述阀前压力值通过所述控制部件10转换成为数字信号量值，作为控制所述被控阀门30过程中，所述被控阀门30 的当前状态的判断依据。

所述阀后压力传感器，通过4-20MA接口与所述控制部件10连接，用于检测所述被控阀门30输出的天然气的压力，所述被控阀门30的阀后压力值经过阀后压力传感器实时发送至所述控制部件10，所述阀后压力值通过所述控制部件10转换成为数字信号量值，作为控制所述被控阀门30过程中，所述被控阀门30的当前状态的判断依据。

所述旋转编码器，通过模拟接口与所述控制部件10连接，用于检测所述被控阀门30的阀门开度大小，所述被控阀门30的阀门开度大小通过所述旋转编码器实时发送至所述控制部件10，所述控制部件10通过内部设有的A/D转换器将所述开度传感器上传的模拟信号转换为数字信息，作为控制所述被控阀门30过程中，所述被控阀门30的阀门开度大小的判断依据。

所述角位移传感器，通过控制接口与所述控制部件10连接，用于检测所述被控阀门30中的截断模块11阀门的开关状态，所述被控阀门30中的截断模块11阀门的开关状态通过所述角位移传感器实时发送至所述控制部件10，作为控制所述被控阀门30过程中，所述被控阀门30的阀门开关状态的判断依据。

在本申请的一种实施例中，所述被控阀门30包括所述截断模块11，通过在所述被控阀门30内设置截断模块11，使得所述被控阀门30同时兼具调节功能与紧急截断功能，一个阀体内部同时兼具两部分开关阀；所述控制部件 10能够实现对所述被控阀门30的调节功能与紧急截断功能进行集中控制，所述控制部件10通过所述控制指令对所述被控阀门30具有调节功能的开关阀的开度大小进行调整，并且对所述被控阀门30具有紧急截断功能的开关阀的开度状态进行调整。

所述控制部件10也能实现对某一功能的开关阀的单独控制，单独控制下所述被控阀门30的两部分开关阀相互独立，互不影响，即使一个功能出现的故障，也不影响其他功能的正常工作。

在本申请的一种实施例中，所述人机交互模块3可以包括液晶显示屏、按键。

所述液晶显示屏用于展示所述主控板1生成的所述被控阀门30的状态信息，使得用户能够直观的获取所述被控阀门30的当前运行状态，以实现根据所述被控阀门30的当前运行状态对所述被控阀门30进行调控。

所述按键用于接收所述用户输入的控制请求，并向所述被控阀门30发送控制指令所述被控阀门30的运行状态进行调控。

本申请提供的阀门控制装置通过对现有的井口调节阀、紧急切断阀及井口柱塞气举进行智能一体化控制，实现将气井远程控压开关井、集输管线紧急安全切断、井口柱塞气举等功能进行智能一体化控制的目的，解决了因为气田气井开发规模的增大、生产时间的增加及气井数量的增多，导致人工开关井的管理方式无法满足气田管理的问题，降低了气田的管理难度。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，所述控制部件10还被配置为通过所述人机交互模块3获取用户发出的针对于所述被控阀门30的控制请求，根据所述控制请求通过所述主控板1生成所述控制指令。从而使得所述控制部件10获取用户根据展示的被控阀门30的状态信息发出的控制请求，所述控制请求是指所述用户需要控制所述被控阀门30执行特定操作的请求，比如，将所述被控阀门30具有调节功能的开关阀的开度大小调整为20％，将所述被控阀门30具有紧急截断功能的开关阀的开度状态调整为开启等。所述控制部件10根据所述用户发出的控制请求生成用于控制所述被控阀门30执行所述需要所述被控阀门30执行特定操作的控制指令，比如控制所述被控阀门30 具有调节功能的开关阀的开度大小调整为30％，以及控制所述被控阀门30具有紧急截断功能的开关阀的开度状态调整为关闭等。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，所述控制部件10还被配置为检测所述信号采集部件20发送的压力值是否进入警戒阈值范围，在所述被控阀门30的压力值进入警戒阈值范围的情况下，所述控制部件10通过所述驱动模块2向所述被控阀门30中的截断模块11发出关断指令。

具体地，所述警戒阈值范围用于判断所述被控阀门30的运行状态是否处于正常状态，所述警戒阈值范围可以为0.5兆帕-5兆帕。

所述控制部件10判断所述被控阀门30的运行参数信息是否满足预先设立的警戒阈值范围，在满足警戒阈值范围的情况下向所述被控阀门30发送所述警戒阈值范围对应的关断指令，所述关断指令用于调整所述被控阀门30中的截断模块11地运行参数，所述截断模块11响应于所述控制部件10发送的关断指令，控制所述被控阀门30具有紧急截断功能的开关阀进行关闭。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，所述警戒阈值范围包括压力值小于下限安全阈值或者大于上限安全阈值。

所述安全阈值为预设的压力值，根据所述被控阀门30的运行参数信息在控制部件10中预先设立所述被控阀门30的警戒阈值范围，所述警戒阈值范围包括压力值小于下限安全阈值或者大于上限安全阈值，比如压力值小于下限安全阈值可以为0.5兆帕，压力值大于上限安全阈值可以为5兆帕。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，所述控制部件10还被配置为在所述控制请求为对所述被控阀门30的开度进行控制的情况下，所述控制部件10响应于控制请求通过所述驱动模块2向所述被控阀门30发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门30的运行状态进行调控包括：通过所述主控板1从所述控制请求中提取开度值，基于所述开度值调节所述被控阀门 30的开度大小，以实现气井远程控压开关井、集输管线紧急安全切断、井口柱塞气举功能进行智能一体化控制的目的。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，所述控制部件10还包括存储模块4，所述存储模块4被配置为将存储所述信号采集部件20发送的所述被控阀门30的运行参数信息。从而使得所述主控板1能够随时读取所述被控阀门30的当前和/或历史运行参数信息，提高装置的工作效率。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，还包括所述控制部件10 还包括通讯模块5，所述通讯模块5被配置为将所述被控阀门30的状态信息发送至远程终端并接收远程终端发送的远程控制指令。所述控制部件10通过所述通讯模块5实现远程通讯的功能，所述通讯模块5通过Modbus TCP协议向所述远程终端发送所述被控阀门30的状态信息，并接收所述远程终端发送的针对于所述被控阀门30进行调控的远程控制指令，实现对所述被控阀门30 的远程控制。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，还包括壳体6，与所述控制部件10固定连接。所述控制部件10位于所述壳体6内部。从而为所述控制部件10提供保护，防止所述控制部件10因外界因素而损坏。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，所述壳体6上设有交互结构6，所述交互结构7与所述人机交互模块3对应设置。使得所述人机交互模块3与所述用户的交互更加便捷，所述交互结构可以为所述壳体6上设置的观察窗，所述观察窗与所述液晶显示屏对应设置。

在本申请的一个实施例中，如图1至图4所示，还包括太阳能供电装置8，所述太阳能供电装置8为所述控制部件10提供电力，所述控制部件10采用太阳能供电装置8为其进行电源转换与隔离，能有效避免干扰产生。

本申请提供的阀门控制装置通过对现有的井口调节阀、紧急切断阀及井口柱塞气举进行智能一体化控制，实现将气井远程控压开关井、集输管线紧急安全切断、井口柱塞气举等功能进行智能一体化控制的目的，解决了因为气田气井开发规模的增大、生产时间的增加及气井数量的增多，导致人工开关井的管理方式无法满足气田管理的问题，节省了时间成本和人力成本。

以本申请提供的阀门控制装置在控制控压调节急断装置场景中的应用为例，对所述阀门控制装置进行进一步说明。具体包括以下步骤。

步骤202：信息采集装置发送所述控压调节急断装置的运行参数信息。

所述信息采集装置安装在所述控压调节急断装置上，所述信息采集装置能够实时采集所述控压调节急断装置的运行参数信息，并将所述运行参数信息发送至所述控制器。所述运行参数信息可以包括所述控压调节急断装置的阀前压力、阀后压力、具有调节功能的开关阀的开度大小，具有紧急截断功能的开关阀的开度状态等信息，以便于所述控制器能够实时监控所述控压调节急断装置的运行状态，并根据所述控压调节急断装置的运行状态对所述控压调节急断装置进行控制。

步骤204：控制器根据获取控压调节急断装置的运行参数信息生成所述控压调节急断装置的状态信息并展示。

所述控制器获取到所述信息采集装置发送的所述运行参数信息，根据所述运行参数信息生成所述控压调节急断装置的状态信息，所述状态信息表示所述控压调节急断装置当前的运行状态，并将所述状态信息展示给用户，以便于用户能够通过所述状态信息了解到当前所述控压调节急断装置的运行状态。

步骤206：控制器响应于控制请求向所述控压调节急断装置发送控制指令。

用户根据展示的所述控压调节急断装置的状态信息向所述控制器发出对所述控压调节急断装置的运行状态进行调整的控制请求，所述控制器响应于用户发出的控制请求向所述控压调节急断装置发送控制指令，其中，所述控制指令中携带有调整数据，所述调整数据可以包括用户想要对所述控压调节急断装置的当前运行参数进行调整的信息，所述调整信息可以包括阀门的开度信息、关闭阀门信息、开启阀门信息等，通过所述调整数据实现根据用户的控制请求控制所述控压调节急断装置调整其自身的运行参数。

步骤208：控压调节急断装置接收来自于控制器的控制指令，根据所述控制指令调整控压调节急断装置的运行参数。

控压调节急断装置接收到来自于控制器的控制指令，根据所述控制指令中携带的调整数据，按照用户的控制需求调整所述控压调节急断装置阀门的具有调节功能的开关阀的开度大小，具有紧急截断功能的开关阀的开度状态等运行参数。

步骤210：控制器响应于智能控制需求确定所述运行参数信息对应的警戒阈值范围。

所述用户向所述控制器发送智能控制请求，其中所述智能控制请求中携带有用户根据所述运行参数信息确定的警戒阈值范围信息；所述控制器接收所述用户发出的智能控制请求并获取根据所述运行参数信息确定对应的警戒阈值范围。其中所述警戒阈值范围可以为所述控压调节急断装置的阀后压力低于 0.5兆帕-高于5兆帕。

步骤212：控制器判断所述运行参数信息是否满足警戒阈值范围，根据判断结果向所述控压调节急断装置发送关断指令。

所述控制器判断所述获取的控压调节急断装置的运行参数信息是否满足所述警戒阈值范围，在所述警戒阈值范围满足所述警戒阈值范围的情况下，确定所述控压调节急断装置的运行状态处于正常状态，继续对所述控压调节急断装置的运行状态进行监测。在所述警戒阈值范围超过所述警戒阈值范围的情况下，将所述警戒阈值范围对应的关断指令发送至所述控压调节急断装置，其中，所述关断指令可以为控制所述控压调节急断装置阀门具有紧急截断功能的开关阀进行关闭的指令，以便于实现对所述控压调节急断装置的智能控制。

步骤214：控压调节急断装置接收控制器的关断指令，根据所述控制指令对所述控压调节急断装置的运行参数进行调整。

所述控压调节急断装置接收来自于所述控制器的关断指令，根据所述控制指令调整所述控压调节急断装置阀门具有紧急截断功能的开关阀进行关闭，从而实现通过所述控制器对所述控压调节急断装置进行智能控制。

本申请提供的阀门控制装置通过对现有的井口调节阀、紧急切断阀及井口柱塞气举进行智能一体化控制，实现将气井远程控压开关井、集输管线紧急安全切断、井口柱塞气举等功能进行智能一体化控制的目的，解决了因为气田气井开发规模的增大、生产时间的增加及气井数量的增多，导致人工开关井的管理方式无法满足气田管理的问题，降低了气田的管理难度，节省了时间成本和人力成本。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种阀门控制装置，其特征在于，包括：

信号采集部件(20)，与被控阀门(30)连接，被配置为采集所述被控阀门(30)的运行参数信息并发送至控制部件(10)；

控制部件(10)，与所述信号采集部件(20)连接，被配置为根据所述运行参数信息通过主控板(1)生成所述被控阀门(30)的状态信息并通过人机交互模块(3)展示，响应于所述人机交互模块(3)接收的控制请求，通过驱动模块(2)向所述被控阀门(30)发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门(30)的运行状态进行调控。

2.根据权利要求1所述的阀门控制装置，其特征在于，所述控制部件(10)还被配置为通过所述人机交互模块(3)获取用户发出的针对于所述被控阀门(30)的控制请求，根据所述控制请求通过所述主控板(1)生成所述控制指令。

3.根据权利要求1所述的阀门控制装置，其特征在于，所述控制部件(10)还被配置为检测所述信号采集部件(20)发送的压力值是否进入警戒阈值范围，在所述被控阀门(30)的压力值进入警戒阈值范围的情况下，所述控制部件(10)通过所述驱动模块(2)向所述被控阀门(30)中的截断模块(11)发出关断指令。

4.根据权利要求3所述的阀门控制装置，其特征在于，所述警戒阈值范围包括压力值小于下限安全阈值或者大于上限安全阈值。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的阀门控制装置，其特征在于，所述控制部件(10)还被配置为在所述控制请求为对所述被控阀门(30)的开度进行控制的情况下，所述控制部件(10)响应于控制请求通过所述驱动模块(2)向所述被控阀门(30)发送控制指令并基于所述控制指令对所述被控阀门(30)的运行状态进行调控包括：

通过所述主控板(1)从所述控制请求中提取开度值；

基于所述开度值调节所述被控阀门(30)的开度大小。

6.根据权利要求1所述的阀门控制装置，其特征在于，所述控制部件(10)还包括存储模块(4)，所述存储模块(4)被配置为将所述被控阀门(30)的运行参数信息进行存储。

7.根据权利要求1所述的阀门控制装置，其特征在于，所述控制部件(10)还包括通讯模块(5)，所述通讯模块(5)被配置为将所述被控阀门(30)的状态信息发送至远程终端并接收远程终端发送的远程控制指令。

8.根据权利要求1所述的阀门控制装置，其特征在于，还包括壳体(6)，与所述控制部件(10)固定连接，所述控制部件(10)设于所述壳体(6)内部。

9.根据权利要求8所述的阀门控制装置，其特征在于，所述壳体(6)上设有交互结构(7)，所述交互结构(7)与所述人机交互模块(3)对应设置。

10.根据权利要求1所述的阀门控制装置，其特征在于，还包括太阳能供电装置(8)，所述太阳能供电装置(8)为所述控制部件(10)提供电力。

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